“النعومة والقوة” في خدمة المنزل.. ذراع روبوتية تنهي معاناة التنظيف
ثورة في أتمتة الأعمال المنزلية.. ينظف حتى الأسطح المحترقة آمنًا وفعّالًا لأداء المهام المملة
في حين كان ظهور الأنظمة الروبوتية القادرة على إنجاز الأعمال المنزلية متوقعًا على نطاق واسع، إلا أن ما طُرح تجاريًا حتى الآن هو في الغالب مكانس كهربائية روبوتية تنظف الأرضيات تلقائيًا.
في المقابل، فإن الروبوتات القادرة على تنظيف الأسطح، والترتيب، والطهي، أو أداء مهام أخرى في المنازل بكفاءة عالية إما باهظة الثمن أو لم تصل إلى السوق بعد.
طوّر باحثون في جامعة نورث إيسترن مؤخرًا ذراعًا روبوتية ناعمة تُدعى SCCRUB، قادرة على إنجاز مهمة تتجاوز التنظيف بالمكنسة الكهربائية والمسح، والتي يجدها الكثيرون مملة، ألا وهي تنظيف الأسطح.
وقد وُجد أن الذراع الروبوتية الجديدة، التي عُرضت في ورقة بحثية على خادم arXiv، تنظف الأسطح المتسخة والمحترقة والمغطاة بالشحوم بنجاح، حيث تزيل أكثر من 99% من الرواسب الملتصقة بها.
نوعًا جديدًا من أذرع الروبوتات
صرح جيفري ليبتون، المؤلف الرئيسي للورقة البحثية، لموقع “تك إكسبلور”: تستند دراستنا الأخيرة إلى إحدى ورقاتنا البحثية السابقة المنشورة في مجلة Science Robotics .
وأضاف: «كنا نعلم أن لدينا نوعًا جديدًا من أذرع الروبوتات قادرًا على نقل قوة المثقاب عبر ذراع روبوتية ناعمة، أردنا أن نظهر ما يمكننا فعله أيضًا بهذه المنصة الجديدة”.
لاختبار فعالية الذراع الروبوتية اللينة التي طوروها بشكل أعمق، بدأ ليبتون وزملاؤه تصفح الإنترنت بحثًا عن تطبيقات عملية قابلة للتطبيق.
وسرعان ما لاحظوا أن أحد ملحقات المثقاب الأكثر مبيعًا على أمازون كان جهاز تنظيف، مما ألهمهم لدمجه مع ذراعهم.
قال جاكوب ف. كوواليفسكي، المؤلف المشارك: «أعتقد أن الكثيرين بذلوا جهدًا كبيرًا في تنظيف شيء ما ليتساءلوا: لماذا لا يستطيع روبوت القيام بذلك؟».
وأضاف: «الحقيقة هي أن أذرع الروبوت القوية بما يكفي للتنظيف الشاق غالبًا ما تكون غير آمنة بالقرب من الناس، كان هدفنا هو إظهار كيف يمكن للروبوتات التي تجمع بين المرونة والصلابة أن تكون ناعمة وآمنة، وفي الوقت نفسه قوية بما يكفي لتنظيف الأوساخ الصعبة بفرشاة”.
يتألف الذراع الروبوتي SCCRUB من ثلاثة مكونات رئيسية: فرشاة تنظيف تدور عكس اتجاه الدوران، ووحدة تحكم برمجية جديدة قائمة على التعلم العميق تخطط للإجراءات اللازمة للتنظيف، ومكونات الروبوت التي طورها ليبتون وزملاؤه سابقًا، والمعروفة باسم خلايا TRUNC.
توفير الطاقة اللازمة لتنظيف الأوساخ والغبار
أوضح ليبتون: «يرمز اختصار TRUNC إلى وصلات عالمية صلبة التوائية، تتميز هذه الخلايا بالقدرة على الانحناء والتمدد والانثناء أثناء نقل عزم الدوران، ومن خلال ربطها وتداخلها، نصنع ذراع روبوت خفيفة الوزن وناعمة، لكنها قادرة على تمرير عزم دوران يعادل مثقابًا يدويًا عبر الذراع، وهذا يسمح لنا بجعل الذراع آمنة للاستخدام على الأسطح والعمل حول الناس، مع توفير الطاقة اللازمة لتنظيف الأوساخ والغبار”.
تُخطط حركات روبوت SCCRUB بواسطة وحدة تحكم قائمة على التعلم الآلي، تُحدد مواضع أجزاء محددة من الروبوت لضمان وصولها إلى المواضع المطلوبة مع مراعاة مرونة الذراع.
إضافة إلى ذلك، أضاف الفريق فرشاةً ذات شعيرات إلى ذراعهم الروبوتية، قادرة على تنظيف الأوساخ والبقايا من الأسطح.
قالت أليسا أوجنت، المؤلفة المشاركة: “يستخدم ملحق الفرشاة لذراع SCCRUB علبة تروس كوكبية لتدوير الفرشاة عكس اتجاه دورانها».
وأضافت: “بإلغاء قوى الاحتكاك، تسمح الفرشاة عكس اتجاه دورانها للذراع الناعم بالضغط بقوة على السطح مع الحفاظ على موضعه”.
تنظيف أنواعًا مختلفة من “الفوضى”
اختبر الباحثون نموذجًا أوليًا لذراع SCCRUB في سلسلة من التجارب، حيث نظّفت أنواعًا مختلفة من “الفوضى”.
ووجدوا أن الذراع نجحت في تنظيف طبق زجاجي وُضع سابقًا في الميكروويف وعليه كاتشب، ومقعد مرحاض ملتصق به مربى توت أزرق، مزيلةً بذلك معظم البقايا.
وقال ليبتون: “إن ذراعنا الناعمة قادرة على العمل مع البشر أو حولهم، وفي الأماكن البشرية، لكنها توفر الطاقة التي لا توجد عادة إلا في الروبوتات الصلبة باهظة الثمن”.
نأمل أن تُمكّن هذه الطريقة الجديدة في صناعة الروبوتات الروبوتات من مشاركة مساحاتنا وعالمنا معنا في مهام مملة وقذرة دون أن تشكل خطرًا.
ونخطط الآن لمواصلة تطوير الذراع المستخدمة في SCCRUB لأداء مهام أخرى.
قد يخضع جهاز التنظيف الآلي الجديد لمزيد من التطوير قريبًا لتوسيع نطاق المهام التي يمكنه القيام بها بنجاح.
ويأمل ليبتون وزملاؤه أن ينتقل هذا الجهاز في نهاية المطاف من مختبرهم إلى بيئات منزلية حقيقية.
وأضاف كوواليفسكي: “آمل أن أرى يومًا ما أذرعًا روبوتية ناعمة تساعد البشر بأمان في مجموعة واسعة من الأوضاع، بدءًا من البيئات الصناعية وحتى المهام المنزلية اليومية”.
